《数据库管理与查询优化》课件.ppt

《数据库管理与查询优化》本PPT课件旨在全面介绍数据库管理与查询优化的核心概念、技术与实践方法。通过本课程的学习，您将掌握数据库设计的基本原则、SQL语言的精髓、索引优化策略以及查询优化的各种技巧。无论您是数据库管理员、开发人员还是数据分析师，本课件都将为您提供宝贵的知识和技能，助您在数据库领域取得更大的成就。

课程概述：目标、内容、考核方式1课程目标理解数据库管理的核心概念，掌握SQL语言，熟悉数据库设计原则，掌握查询优化技巧，能够进行数据库性能调优。2课程内容数据库基础概念、关系型数据库模型、SQL语言基础、索引、查询优化、存储过程、用户自定义函数、触发器、事务、数据库性能监控、数据库安全。3考核方式平时作业（30%），期中考试（30%），期末考试（40%）。

数据库基础概念回顾数据（Data）描述客观事物的符号记录，是数据库中存储的基本对象。数据可以是数字、文本、图像、音频等各种形式。数据库（Database，DB）长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库按照特定的数据模型组织和存储数据。数据库管理系统（DBMS）管理和维护数据库的系统软件，负责数据的存储、检索、更新和安全控制。常见的DBMS有MySQL、Oracle、SQLServer等。

关系型数据库模型实体（Entity）现实世界中可以区分的、独立存在的对象。例如，学生、课程、教师等。属性（Attribute）描述实体的特征。例如，学生的学号、姓名、年龄等。关系（Relation）实体之间的联系。例如，学生选修课程的关系。元组（Tuple）关系中的一行数据，表示一个具体的实体实例。例如，一个学生的完整信息。

数据库设计原则：范式理论范式（NormalForm）数据库设计中的一组规范，用于减少数据冗余和提高数据完整性。常见的范式有1NF、2NF、3NF、BCNF等。函数依赖（FunctionalDependency）在一个关系中，如果属性A的值能够唯一确定属性B的值，则称B函数依赖于A。主键（PrimaryKey）唯一标识关系中每个元组的属性或属性组合。外键（ForeignKey）关系中指向另一个关系主键的属性，用于建立关系之间的联系。

第一范式(1NF)定义关系中的所有属性都是不可再分的原子值。即关系中的每个属性都不能包含多个值或重复的属性组。示例假设一个学生表中有一个“电话号码”属性，如果允许一个学生有多个电话号码，则该表不满足1NF。应该将电话号码拆分为多个属性，或者创建一个新的电话号码表。意义确保数据的基本完整性，避免数据冗余，方便后续的数据处理和查询。

第二范式(2NF)1定义在满足1NF的基础上，关系中的所有非主属性都完全函数依赖于主键。即不存在非主属性部分依赖于主键的情况。2示例假设一个选课表的主键是（学号，课程号），如果学生姓名只依赖于学号，则学生姓名部分依赖于主键。应该将学生姓名拆分到学生表中。3意义进一步减少数据冗余，提高数据的完整性，避免更新异常。

第三范式(3NF)定义在满足2NF的基础上，关系中的所有非主属性都不传递函数依赖于主键。即不存在非主属性依赖于其他非主属性的情况。1示例假设一个学生表中有（学号，姓名，系号，系名），如果系名依赖于系号，则系名传递依赖于主键学号。应该将系名拆分到系表中。2意义最大程度地减少数据冗余，提高数据的完整性和一致性，避免插入、更新和删除异常。3

BCNF范式1定义在满足3NF的基础上，关系中的每个决定因素都包含候选键。BCNF是3NF的增强版本，更加严格。2示例如果一个关系中有多个候选键，且存在非主属性依赖于其中一个候选键的部分属性，则不满足BCNF。需要进一步拆分关系。3意义消除所有非平凡且非函数依赖的冗余，使数据更加规范，提高数据质量。

数据库设计实例：学生选课系统学生表包含学生的学号、姓名、性别、年龄、所在系等信息。学号为主键。课程表包含课程的课程号、课程名、学分、授课教师等信息。课程号为主键。选课表包含学生的学号、课程号、成绩等信息。学号和课程号作为联合主键。通过合理的表结构设计，可以有效地存储和管理学生选课信息，并支持各种查询和统计分析。

SQL语言基础：数据定义语言(DDL)1DDL概述用于定义数据库和表的结构，包括创建、修改和删除数据库、表、索引等。DDL语句主要由数据库管理员使用。2常用DDL语句CREATEDATABASE,CREATETABLE,ALTERTABLE,DROPTABLE,CREATEINDEX,DROPINDEX等。3DDL示例创建一个名为“学生选课系统”的数据库，并创建一个名为“学生”的表，包含学号、姓名、性别、年龄等字段。

创建数据库(CREATEDATABASE)语法CREATEDATABASEdatab